JP5500113B2

JP5500113B2 - ステアリング装置

Info

Publication number: JP5500113B2
Application number: JP2011082198A
Authority: JP
Inventors: 謙司藤川
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2011-04-01
Filing date: 2011-04-01
Publication date: 2014-05-21
Anticipated expiration: 2031-04-01
Also published as: JP2012214182A

Description

本発明はステアリング装置、特に、アウターコラムとインナーコラムが軸方向に相対的に摺動可能に嵌合することによって、二次衝突時にステアリングホイールが車体前方側にコラプス移動して、衝撃荷重を吸収するようにしたステアリング装置に関する。

アウターコラムとインナーコラムが軸方向に相対的に摺動可能に嵌合することによって、二次衝突時の衝撃荷重を吸収するようにしたステアリング装置がある。このようなステアリング装置においては、アウターコラムの内周面をインナーコラムの外周面に締め付け、通常の運転操作時には、アウターコラムをインナーコラムに対して摺動不能にしている。また、二次衝突時には、アウターコラムの内周面とインナーコラムの外周面との間の締め付力に抗して、アウターコラムがインナーコラムに対して車体前方側にコラプス移動して、衝撃荷重を吸収する構造のものが一般的である。

従来のステアリング装置は、インナーコラムの外周面に、半径方向外側に突出し軸方向に長い軸方向突条を形成し、アウターコラムの内周面にこの軸方向突条を締まりばめ嵌合して、アウターコラムの内周面をインナーコラムの外周面に締め付けている。しかし、この方法では、締め代のわずかな違いによって、締め付け力が大きく変動し、衝撃荷重の吸収特性が大きく変動してしまうため、各部を精度良く製造する必要があり、製造コストが上昇する問題があった。

特許文献１のステアリング装置は、アウターコラムの内周面とインナーコラムの外周面
との間の隙間の円周上に、複数本の軸方向に伸びるピアノ線等の細材を押し込むことにより、アウターコラムの内周面にインナーコラムの外周面を締め付けている。しかし、特許文献１の方法では、部品点数と組付け工数が増大するとともに、部品寸法のわずかな違いによって、締め付け力が大きく変動し、衝撃荷重の吸収特性が大きく変動するため、各部を精度良く製造する必要があり、製造コストが上昇する問題があった。

特許文献２のステアリング装置は、アウターコラムの内周面とインナーコラムの外周面との間の隙間にスペーサの主体部を配置し、アウターコラムの開口部から外方へ軸方向に延設されるスペーサの延設部の外周に突起を形成している。衝撃吸収時には、スペーサがアウターコラムに押し込まれることにより、突起が破壊されつつ衝撃を吸収するようにして、隙間外の広いスペースに突起を配置して、突起の設計の自由度を高くしている。しかし、特許文献２の方法では、部品形状が複雑で、部品点数と組付け工数が増大する問題があった。

特開２００２−３７０８８号公報特開２００３−６３４１７号公報

本発明は、部品形状が簡単で、部品点数、組付け工数が増大せず、二次衝突時の衝撃吸収荷重を精度良く設定可能なステアリング装置を提供することを課題とする。

上記課題は以下の手段によって解決される。すなわち、第１番目の発明は、中空円筒状
のインナーコラム、上記インナーコラムの外周面に車体前方側にコラプス移動可能に外嵌
された内周面を有する中空円筒状のアウターコラム、上記インナーコラムの外周面には、
当該インナーコラムの外周面から半径方向外側に突出して形成され、上記アウターコラム
の内周面に締まりばめ嵌合する第１の軸方向突条と、上記インナーコラムの外周面に形成
され、当該インナーコラムの外周面から半径方向外側に突出して、上記アウターコラムの
内周面に隙間ばめ嵌合する第２の軸方向突条を備え、上記第１の軸方向突条と上記第２の
軸方向突条の上記インナーコラムの内面側には凹部が形成されていることを特徴とするス
テアリング装置である。

第２番目の発明は、中空円筒状のインナーコラム、上記インナーコラムの外周面に車体
前方側にコラプス移動可能に外嵌された内周面を有する中空円筒状のアウターコラム、上
記アウターコラムの内周面には、当該アウターコラムの内周面から半径方向内側に突出し
て形成され、上記インナーコラムの外周面に締まりばめ嵌合する第１の軸方向突条と、上
記アウターコラムの内周面に形成され、当該アウターコラムの内周面から半径方向内側に
突出して、上記インナーコラムの外周面に隙間ばめ嵌合する第２の軸方向突条を備えたこ
とを特徴とするステアリング装置である。

第３番目の発明は、第１番目又は第２番目の発明のステアリング装置において、上記第２の軸方向突条は上記第１の軸方向突条とほぼ同一の軸方向長さに形成されていることを特徴とするステアリング装置である。

第４番目の発明は、第１番目又は第２番目の発明のステアリング装置において、上記第２の軸方向突条は軸方向に離間して複数個形成されていることを特徴とするステアリング装置である。

本発明のステアリング装置は、インナーコラムまたはアウターコラムのいずれか一方の円周上の複数箇所に半径方向に突出して形成され、インナーコラムまたはアウターコラムのいずれか他方の円周面に締まりばめ嵌合する第１の軸方向突条と、インナーコラムまたはアウターコラムのいずれか一方の円周上に軸方向突条の間に形成され、半径方向外側または半径方向内側に突出して、インナーコラムまたはアウターコラムのいずれか他方の円周面に隙間ばめ嵌合する第２の軸方向突条を備えている。

従って、アウターコラムの内周面にインナーコラムを内嵌すると、アウターコラムの内周面と第１の軸方向突条が締まりばめ嵌合する。この締まりばめ嵌合の締め代が変動すると、第２の軸方向突条が弾性変形し、アウターコラムの内周面が第１の軸方向突条を締め付ける締め付け力の変動が小さくなる。締め付け力の変動が小さいため、アウターコラムの内周面と第１の軸方向突条との間の摩擦力の変動が小さく、衝撃荷重の吸収特性の変動を抑制できる。また、部品形状が簡単で、部品点数の増加が無いため、組付け工数が増大せず、製造コストの上昇を抑制することができる。

本発明の実施例１のステアリング装置を車両に取り付けた状態を示す全体斜視図である。本発明の実施例１のステアリング装置のアウターコラムとインナーコラムの嵌合部を示す断面図である。本発明の実施例１のステアリング装置のアウターコラムとインナーコラムの嵌合部を示し、図２のＡ−Ａ断面図である。本発明の実施例２のステアリング装置のアウターコラムとインナーコラムの嵌合部を示す断面図である。本発明の実施例２のステアリング装置のアウターコラムとインナーコラムの嵌合部を示し、図４のＢ−Ｂ断面図である。本発明の実施例３のステアリング装置のアウターコラムとインナーコラムの嵌合部を示す断面図である。本発明の実施例３のステアリング装置のアウターコラムとインナーコラムの嵌合部を示し、図６のＣ−Ｃ断面図である。本発明の実施例４のステアリング装置のアウターコラムとインナーコラムの嵌合部を示し、実施例１の図３相当図である。

以下、図面に基づいて本発明の実施例１から実施例４を説明する。

図１は本発明の実施例１のステアリング装置１０を車両に取り付けた状態を示す全体斜視図である。図１に示すように、中空円筒状のコラム１が車体に取付けられ、このコラム１にはステアリングシャフト３が回動可能に軸支されている。ステアリングシャフト３には、その右端（車体後方側）にステアリングホイール２が装着され、ステアリングシャフト３の左端（車体前方側）には、自在継手４を介して中間シャフト５が連結されている。

中間シャフト５は、雄スプラインが形成された中実の中間インナーシャフト５ａと、雌スプラインが形成された中空円筒状の中間アウターシャフト５ｂで構成され、中間インナーシャフ５ａの雄スプラインが、中間アウターシャフト５ｂの雌スプラインに伸縮可能（摺動可能）に、かつ回転トルクを伝達可能に嵌合している。

さらに、中間アウターシャフト５ｂの車体後方側が上記自在継手４に連結され、中間インナーシャフト５ａの車体前方側が自在継手６に連結されている。自在継手６には、ステアリングギヤ７の図示しないラックに噛合うピニオンが連結されている。

運転者がステアリングホイール２を回転操作すると、ステアリングシャフト３、自在継手４、中間シャフト５、自在継手６を介して、その回転力がステアリングギヤ７に伝達され、ラックアンドピニオン機構を介して、タイロッド８を移動し、操舵輪９の操舵角を変えることができる。

図２は本発明の実施例１のステアリング装置のアウターコラムとインナーコラムの嵌合部を示す断面図、図３は本発明の実施例１のステアリング装置のアウターコラムとインナーコラムの嵌合部を示し、図２のＡ−Ａ断面図である。

図２から図３に示すように、コラム１は、中空円筒状のアウターコラム（アッパーコラム）１１と、このアウターコラム１１の内周面１１２に、軸方向にコラプス移動可能に内嵌した中空円筒状のインナーコラム（ロアーコラム）１２で構成されている。

アウターコラム１１には、上記したステアリングシャフト３が回転可能に軸支され、ステアリングシャフト３の右端（車体後方側）に、上記したステアリングホイール２（図１参照）が固定されている。

アウターコラム１１、インナーコラム１２は鉄製であって、プレス成形によって所定の形状に成形されている。インナーコラム１２の外周面１２１には、第１の軸方向突条２１が半径方向外側に突出して形成され、アウターコラム１１の内周面１１２に締まりばめ嵌合している。第１の軸方向突条２１は、インナーコラム１２の外周面１２１に、９０度間隔に４箇所形成されている。

また、インナーコラム１２の外周面１２１には、第２の軸方向突条２２が半径方向外側に突出して形成され、アウターコラム１１の内周面１１２に隙間ばめ嵌合している。第２の軸方向突条２２は、第１の軸方向突条２１の間に、インナーコラム１２の外周面１２１に、９０度間隔に４箇所形成されている。また、第２の軸方向突条２２は第１の軸方向突条２１とほぼ同一の軸方向長さに形成されている。

従って、アウターコラム１１の内周面１１２にインナーコラム１２を内嵌すると、アウターコラム１１の内周面１１２と第１の軸方向突条２１が締まりばめ嵌合する。製造誤差等によって、この締まりばめ嵌合の締め代が変動すると、第２の軸方向突条２２が弾性変形し、アウターコラム１１の内周面１１２が第１の軸方向突条２１を締め付ける締め付け力の変動が小さくなる。

二次衝突時に、運転者がステアリングホイール２に衝突すると、アウターコラム１１がインナーコラム１２に対して車体前方側にコラプス移動する。アウターコラム１１がインナーコラム１２に対して車体前方側にコラプス移動すると、アウターコラム１１の内周面１１２が第１の軸方向突条２１に擦られながらコラプス移動する。

上記したように、締め付け力の変動が小さいため、アウターコラム１１の内周面１１２と第１の軸方向突条２１との間の摩擦力の変動が小さく、衝撃荷重の吸収特性の変動を抑制できる。また、部品形状が簡単で、部品点数の増加が無いため、組付け工数が増大せず、製造コストの上昇を抑制することができる。

図４は本発明の実施例２のステアリング装置のアウターコラムとインナーコラムの嵌合部を示す断面図、図５は本発明の実施例２のステアリング装置のアウターコラムとインナーコラムの嵌合部を示し、図４のＢ−Ｂ断面図である。以下の説明では、上記実施例と異なる構造部分についてのみ説明し、重複する説明は省略する。また、同一部品には同一番号を付して説明する。実施例２は実施例１の変形例であって、第２の軸方向突条を半径方向内側に突出して形成した例である。

図４から図５に示すように、インナーコラム１２の外周面１２１には、実施例１と同一形状の第１の軸方向突条２１が半径方向外側に突出して形成され、アウターコラム１１の内周面１１２に締まりばめ嵌合している。第１の軸方向突条２１は、インナーコラム１２の外周面１２１に、９０度間隔に４箇所形成されている。

また、インナーコラム１２の内周面１２２には、第２の軸方向突条２３が半径方向内側に突出して形成され、アウターコラム１１の内周面１１２に隙間ばめ嵌合している。第２の軸方向突条２３は、第１の軸方向突条２１の間に、インナーコラム１２の内周面１２２に、９０度間隔に４箇所形成されている。また、第２の軸方向突条２３は第１の軸方向突条２１とほぼ同一の軸方向長さに形成されている。

従って、アウターコラム１１の内周面１１２にインナーコラム１２を内嵌すると、アウターコラム１１の内周面１１２と第１の軸方向突条２１が締まりばめ嵌合する。製造誤差等によって、この締まりばめ嵌合の締め代が変動すると、第２の軸方向突条２３が弾性変形するため、アウターコラム１１の内周面１１２が第１の軸方向突条２１を締め付ける締め付け力の変動が小さくなる。

図６は本発明の実施例３のステアリング装置のアウターコラムとインナーコラムの嵌合部を示す断面図、図７は本発明の実施例３のステアリング装置のアウターコラムとインナーコラムの嵌合部を示し、図４のＣ−Ｃ断面図である。以下の説明では、上記実施例と異なる構造部分についてのみ説明し、重複する説明は省略する。また、同一部品には同一番号を付して説明する。実施例３は実施例１の変形例であって、第１の軸方向突条及び第２の軸方向突条をアウターコラム側に形成した例である。

図６から図７に示すように、インナーコラム１２の外周面１２１は円筒状で、アウターコラム１１の内周面１１２には、第１の軸方向突条３１が半径方向内側に突出して形成され、インナーコラム１２の外周面１２１に締まりばめ嵌合している。第１の軸方向突条３１は、アウターコラム１１の内周面１１２に、９０度間隔に４箇所形成されている。

また、アウターコラム１１の内周面１１２には、第２の軸方向突条３２が半径方向内側に突出して形成され、インナーコラム１２の外周面１２１に隙間ばめ嵌合している。第２の軸方向突条３２は、第１の軸方向突条３１の間に、アウターコラム１１の内周面１１２に、９０度間隔に４箇所形成されている。また、第２の軸方向突条３２は第１の軸方向突条３１とほぼ同一の軸方向長さに形成されている。

従って、アウターコラム１１の内周面１１２にインナーコラム１２を内嵌すると、インナーコラム１２の外周面１２１と第１の軸方向突条３１が締まりばめ嵌合する。製造誤差等によって、この締まりばめ嵌合の締め代が変動すると、第２の軸方向突条３２が弾性変形するため、第１の軸方向突条３１がインナーコラム１２の外周面１２１を締め付ける締め付け力の変動が小さくなる。

二次衝突時に、運転者がステアリングホイール２に衝突すると、アウターコラム１１がインナーコラム１２に対して車体前方側にコラプス移動する。アウターコラム１１がインナーコラム１２に対して車体前方側にコラプス移動すると、アウターコラム１１の第１の軸方向突条３１がインナーコラム１２の外周面１２１に擦られながらコラプス移動する。

上記したように、締め付け力の変動が小さいため、第１の軸方向突条３１とインナーコラム１２の外周面１２１との間の摩擦力の変動が小さく、衝撃荷重の吸収特性の変動を抑制できる。また、部品形状が簡単で、部品点数の増加が無いため、組付け工数が増大せず、製造コストの上昇を抑制することができる。実施例３では、第２の軸方向突条３２が半径方向内側に突出して形成されているが、半径方向外側に突出して形成してもよい。

図８は本発明の実施例４のステアリング装置のアウターコラムとインナーコラムの嵌合部を示し、実施例１の図３相当図である。以下の説明では、上記実施例と異なる構造部分についてのみ説明し、重複する説明は省略する。また、同一部品には同一番号を付して説明する。実施例４は実施例１の変形例であって、第２の軸方向突条を軸方向に離間して複数形成した例である。

図８に示すように、インナーコラム１２の外周面１２１には、実施例１と同一形状の第１の軸方向突条２１が半径方向外側に突出して形成され、アウターコラム１１の内周面１１２に締まりばめ嵌合している。図示はしないが、第１の軸方向突条２１は、インナーコラム１２の外周面１２１に、９０度間隔に４箇所形成されている。

また、インナーコラム１２の外周面１２１には、第２の軸方向突条２４、２４が半径方向外側に突出し、かつ軸方向に離間して２個形成され、アウターコラム１１の内周面１１２に隙間ばめ嵌合している。第２の軸方向突条２４、２４は、第１の軸方向突条２１の間に、インナーコラム１２の外周面１２１に、９０度間隔に４箇所形成されている。

従って、アウターコラム１１の内周面１１２にインナーコラム１２を内嵌すると、アウターコラム１１の内周面１１２と第１の軸方向突条２１が締まりばめ嵌合する。製造誤差等によって、この締まりばめ嵌合の締め代が変動すると、第２の軸方向突条２４、２４が弾性変形するため、アウターコラム１１の内周面１１２が第１の軸方向突条２１を締め付ける締め付け力の変動が小さくなる。

上記したように、締め付け力の変動が小さいため、アウターコラム１１の内周面１１２と第１の軸方向突条２１との間の摩擦力の変動が小さく、衝撃荷重の吸収特性の変動を抑制できる。また、部品形状が簡単で、部品点数の増加が無いため、組付け工数が増大せず、製造コストの上昇を抑制することができる。実施例４では、第２の軸方向突条２４が軸方向に離間して２個形成されているが、３個以上形成してもよい。

本発明の実施例では、第１の軸方向突条を９０度間隔に４箇所形成しているが、３箇所以上形成すればよい。また、第２の軸方向突条を第１の軸方向突条の間に各々１箇所形成しているが、２箇所以上形成してもよい。また、第１の軸方向突条を等間隔に形成しているが、不等間隔に形成してもよい。

本発明の実施例では、車体後方側に配置したアウターコラム１１が、車体前方側に配置したインナーコラム１２を摺動自在に内嵌してコラム１を構成しているが、車体前方側にアウターコラムを配置し、車体後方側にインナーコラムを配置してもよい。

１コラム
２ステアリングホイール
３ステアリングシャフト
４自在継手
５中間シャフト
５ａ中間インナーシャフト
５ｂ中間アウターシャフト
６自在継手
７ステアリングギヤ
８タイロッド
９操舵輪
１０ステアリング装置
１１アウターコラム
１１２内周面
１２インナーコラム
１２１外周面
１２２内周面
２１第１の軸方向突条
２２第２の軸方向突条
２３第２の軸方向突条
２４第２の軸方向突条
３１第１の軸方向突条
３２第２の軸方向突条

Claims

中空円筒状のインナーコラム、
上記インナーコラムの外周面に車体前方側にコラプス移動可能に外嵌された内周面を有
する中空円筒状のアウターコラム、
上記インナーコラムの外周面には、当該インナーコラムの外周面から半径方向外側に突
出して形成され、上記アウターコラムの内周面に締まりばめ嵌合する第１の軸方向突条と
、
上記インナーコラムの外周面に形成され、当該インナーコラムの外周面から半径方向外
側に突出して、上記アウターコラムの内周面に隙間ばめ嵌合する第２の軸方向突条を備え
、
上記第１の軸方向突条と上記第２の軸方向突条の上記インナーコラムの内面側には凹部
が形成されていること
を特徴とするステアリング装置。
中空円筒状のインナーコラム、
上記インナーコラムの外周面に車体前方側にコラプス移動可能に外嵌された内周面を有
する中空円筒状のアウターコラム、
上記アウターコラムの内周面には、当該アウターコラムの内周面から半径方向内側に突
出して形成され、上記インナーコラムの外周面に締まりばめ嵌合する第１の軸方向突条と
、
上記アウターコラムの内周面に形成され、当該アウターコラムの内周面から半径方向内
側に突出して、上記インナーコラムの外周面に隙間ばめ嵌合する第２の軸方向突条を備え
たこと
を特徴とするステアリング装置。
請求項１又は２に記載されたステアリング装置において、
上記第２の軸方向突条は上記第１の軸方向突条とほぼ同一の軸方向長さに形成されてい
ること
を特徴とするステアリング装置。
請求項１又は２に記載されたステアリング装置において、
上記第２の軸方向突条は軸方向に離間して複数個形成されていること
を特徴とするステアリング装置。